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Posted in | Nanosensors | Nanoanalysis

對環形咖啡糕的微型和納諾縮放比例研究導致方式更多生理傳感器應用

Published on May 6, 2010 at 6:05 AM

biosensing 的域最近尋找搜尋的不太可能合作夥伴對增加的區分: 環形咖啡糕。

當下次您溢出您的在表的咖啡,看看這個地點,在液體蒸發了和後您注意它有更加黑暗的環形在比這個中心包含微粒更高的濃度的其外圍附近。

由於此 「環形咖啡糕」現象發生與許多液體,在他們蒸發了後,科學家建議通過使用 biosensing 的設備,這樣環形可以為檢查血液或其他流體使用疾病標記的。 但是更好的瞭解對這些環形如何正常運行在微型和納諾縮放比例很可能為實用的 bionsensors 是需要的。

「瞭解在蒸發液體小滴內的微型和納米顆粒運輸有在幾種技術應用的巨大潛在,包括 nanostructure 自集合,仿造的石版印刷,微粒塗層,并且原生質濃度和分隔」,在工程和應用科學加州大學洛杉磯分校亨利 Samueli 學校教授和主任說 Chih-Ming Ho,本富有洛克希德馬丁加州大學洛杉磯分校中心的細胞控制。 「然而,在我們可以設計 biosensing 的設備執行這些應用前,我們需要認識此現象明確限額。 因此我們的研究轉向物理化學查找咖啡環形形成低限」。

研究小組導致由 Ho,國家工程研究院的成員,現在找到咖啡環形形成明確微觀最小的閾值,可以用於規定生理傳感器設備的標準多個疾病檢測的,以及其他使用。 這個研究出現於物理化學 B 日記帳的現期雜誌并且是可以在網上進行。

「如果我們考慮人血或者唾液,它有很多微型,并且傳播重要健康信息的納諾縮放比例分子或微粒」,達唱越共,一說研究員和一位博士後的學者加州大學洛杉磯分校機械和航天工程學的工程部的。 「如果您在表面上把此血液或唾液放,它然後烘乾,這些微粒在環形的一個非常小的區域將收集。 通過這樣執行,我們可以用多種感覺的技術定量這些生物標誌,即使他們是非常小和在小滴的少量」。

水從小滴蒸發,被暫停在液體移動裡面向小滴的邊緣的微粒。 一旦所有這杯水蒸發了,微粒在被忘記的汙點附近的環形集中。 然而,如果小滴是足够小的,這杯水比微粒移動快速地將蒸發。 而不是環形,將有在這個汙點的相對地統一濃度,因為微粒沒有足够的時間移動向邊緣,而仍然在液體。

「它是在小滴的蒸發的時標和指明咖啡環形形成微粒移動的時標的之間競爭」,在北京大學說 Xiaoying 沈、本文的主要作者和一個高級微電子學少校在中國,在這些實驗運作,當在去年夏天科學技術 (CSST) 時程序的加州大學洛杉磯分校交叉紀律學者。

要確定在蒸發以後將顯示環形咖啡糕的最小的小滴请估量,研究小組製造了水排斥特殊的表面塗上在以交替親水為特色的棋盤模式,或者水喜歡,物質和疏水或者,材料。

這個組在水中然後安置了乳汁微粒,排列從 100 毫微米到在大小上 20 毫微米。 微粒在大小上類似於生理傳感器將尋找的疾病標記蛋白質。

這個組洗滌了新的表面用微粒被灌輸的水。 這杯剩餘的水排隊了作為在親水地點的小滴,很像棋盤的驗查員。 這個組重複了與更小的網格圖形的實驗,直到咖啡環形現象不再是明顯的。 對於 100 毫微米大小的微粒,這小於人髮的寬度發生了在大約 10 個測微表小滴直徑或者大約 10 次。 這時,這杯水在微粒前蒸發了有足够的時間移動向這個外圍。

「認識此所謂的環形咖啡糕的最小的範圍在使將引導我們最小的生理傳感器成為可能」,越共說。 「這意味著我們可以包裝千位,甚而百萬,在實驗室在籌碼上的小的微型生理傳感器,允許一進行在一個唯一籌碼的很大數量的醫療診斷。 這可能對潛在檢測在一个的多個疾病也打開門坐」。

「有另一個重要好處 - 此全部的進程是非常自然的,它是蒸發」,越共補充說。 「我們不需要使用另外的設備,例如一個電能來源或其他複雜的儀器移動微粒。 蒸發提供集中微粒一個非常單一方式并且有潛在醫療診斷。 例如,範德堡大學的研究員在發展中國家最近被授予了建議使用的一個門基礎研究經費瘧疾檢測的咖啡環形現象」。

研究員當前優選成環參數,并且然後測試此途徑的應用往在 Ho 實驗室被開發的 biosensing 的技術。

來源: http://www.ucla.edu/

Last Update: 25. January 2012 20:47

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